Мелиорация земель. Поверхностный способо полива

Содержание

1. Режим орошения культур заданного севооборота    стр.3
1. Поливные нормы        стр.3
2. Оросительные нормы        стр.4
3. Количество и сроки поливов       стр.5
4. Составление и укомплектование графика гидромодуля   стр.7
2. Расчет элементов техники поверхностного полива    стр.9
1. Расчет элементов техники  полива по полосам    стр.9
2. Расчет элементов техники полива по бороздам    стр.11

3. Проектирование внутрихозяйственной сети. Организация орошаемой

территории           стр.12

3.1  Проектирование полей севооборота и временной оросительной сети  стр.12

3.2  Проектирование внутрихозяйственной  оросительной и сбросной   дорог, лесополос и сооружений        стр.12 

3.3 Определение коэффициента  земельного использования    стр.13

4. Гидравлический расчет оросительной сети      стр.14

4.1 Определение расходов  воды в каналах     стр.14

4.2 Гидравлический расчет  каналов      стр.15

4.3 Определение КПД каналов  и систем      стр.18

4.4 Проектирование продольных  профилей оросительных каналов  стр.19

Список используемой литературы       стр.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Режим орошения культур заданного севооборота.

Режим орошения сельскохозяйственных культур называют совокупность числа, норм и сроков полива, а также  минимальных межполивных интервалов, обеспечивающих в конкретных агротехнических  и климатических условиях  оптимальный  водный режим почвы.

В зависимости от этапа  производственного применения проектный  и организационный режимы орошения. Проектирование режима орошения включает в себя установление оросительных, поливных норм и сроков полива для  каждой культуры заданного севооборота. По результатам проектирования строится и укомплектовывается график гидромодуля.

1.1 Поливные нормы.

Поливная норма, т.е. то количество воды, которое необходимо подать на 1 га культуры за один полив для поддержания оптимальной влажности активного  слоя почвы, мᶟ/га, для всех культур определяется по формуле А.Н. Костякова.

 

M=100Hα(β_HB-β_предп)                                               (1)

 

где Н-расчетный слой увлажнений почвы (активный), м. С учетом поверхностного способа полива он принимается примерно для полевых культур 0,7 – 0,8 м, трав- 0,8- 0,9 м, картофеля и корнеплодов – 0,6 м, овощей – 0,4 – 0,5 м.

 α – объемная масса  расчетного слоя почвы, т/мᶟ;

 βHB – наименьшая влагоемкость  расчетного слоя почвы, % массы  сухой почвы;

βпредп– допустимая предполивная влажность почвы, % массы сухой почвы.

Допустимая предполивная влажность почвы зависит от вида культуры и принимается в следующих  пределах: для полевых культур  и трав -70-75, овощных – 80-85 и длякорне- и клубнеплодов – 75-80% от βHB. Для озимой пшеницы, люцерны и садов предусматривается  проведение осеннего влагозарядкового полива нормой 1000-1200 мᶟ/га.

 

  Таблица 1.1

Культура	Посев	Уборка
Люцерна	13,04	180,6
Люцерна	13,04	18,06
Томат	13,05	19,08
Картофель	21,05	24,09
Томат	13,05	19,08
Кукуруза н/c	10,05	14,08
Яровая пшеница	20,04	30,07

 

 

 

 

1.2 Оросительные нормы.

Оросительная норма –  это количество воды, которое необходимо подать на 1 гектар культуры за вегетационный  период для получения запланированного уровня урожайности (мᶟ/га).Наиболее известным и общеупотребительным является метод водного баланса акад.

 А.Н. Костякова. Формула,  предложенная А.Н. Костяковым  для определения оросительной  нормы Мнетто, мᶟ/га, имеет следующий  вид: 

 

М_нетто = К*У-10*µ*ƩР – (W_нач–W_кон) – W_гр (2)

где  У – планируемая  урожайность культуры, т;

К- коэффициент водопотребления,мᶟ/га;

        µ  - коэффициент полезного использования  осадков ; равен 0,6-0,7 в летний  период;

         ƩР- сумма осадков ,мм, за вегетационный  период культуры;

Wнач иWкон  - запасы влаги в мертвом слое почвы соответственно в начале и в конце вегетационного периода. Определяется по формулам:

Wнач=100 Нαβнач

Wкон =100 Нαβкон

где Н – глубина расчетного слоя, принимается 1,0 м;

       α –  объемная масса этого слоя, принимается  в зависимости от механического  состава почвогрунтов в  пределах 1,35 -1,5 т/ мᶟ;

      βначи βкон  – влажность расчетного слоя  почвы соответственно в начале  и в конце вегетации каждой  культуры;

Wгр – объем воды, поступающей в расчетный слой почвы из зоны грунтовых вод при близком залегании.

Вычисленная по формуле (2) оросительная норма является нормой нетто. Мбрутто, ,мᶟ/га, определяется с учетом потерь воды на поле, выраженных коэффициентов  полезного использования ϒi =0,95.

Мбрутто= Мнетто/ϒi

 

Для люцерны: 

Мнетто= 55*110 – 10*0,6 – (19,4-15,0) – 1200 = 4150 мᶟ/га

Мбрутто= 4150/0,95 = 4400 мᶟ/га

           

Для томата

Мнетто= 46,0*100-6*149-(19,8-17,5) – 900 = 2850 мᶟ/га

Мбрутто = 3000мᶟ/га

            Для картофиля

Мнетто=20*150 – 6*206-(19,7-16,1) – 900 = 1000 мᶟ/га

Мбрутто=  900/0,95 = 950 мᶟ/га

 

Кукурузы н/с

Мнетто=60*90 – 6*150 – (17,6-16,0) – 1200 = 3300мᶟ/га

Мбрутто=3300/0,95 = 3500 мᶟ/га

для яр. пшеницы

Мнетто = 5000 – 6*149 – (19,1 – 15,3) – 1200 = 2950 мᶟ/га

Мбрутто = 2950/0,95 = 3150 мᶟ/га

Вторым методом определения  оросительной нормы является  биоклиматический. Суммарный баланс складывается из декадных дефицитов водного баланса.

1.3 Количество  и сроки поливов

Количество поливов определяется для каждой культуры по следующей  зависимости:

n=(M-Mвлагоз.)/m

где n-количество вегетационных поливов;

M- оросительная норма,   мᶟ/га;

Mвлагоз. – норма влагозарядкового полива (учитывается для озимой пшеницы и люцерны);

m – поливная норма, мᶟ/га.

Если n получается дробным, оно округляется до ближайшего числа и производится перерасчет поливной нормы по зависимости:

m1=(M-Mвлагоз.)/n

где  m1 – утонченное значение поливной нормы,мᶟ/га.

Сроки поливов для полевых  культур могут определяться по интегральной кривой дефицита водного баланса, для овощных и корне-, клубнеплодов  поливы распределяются равномерно в течении вегетации, для чего необходимо знать начало и конец вегетации каждой культуры.

Продолжительность каждого  полива зависит от величины поливной нормы, площади поля и применяемой  техники полива. При поверхностных  поливах примерная продолжительность  их для различных культур такова:

зерновые колосовые- 3-5;

кукуруза-3-4;

люцерна-3-7;

корне- и клубнеплоды-3-4;

овощи-1-3;

соя-3-4.

 

  Для люцерны:

m = 100*1*1.24*6.48=560 мᶟ/га

n = 4400/560=8

m(пересч.)=750 мᶟ/га

Для томата

m=100*0,4*1,24*(21,6-(21,6*0,8))=220 мᶟ/га

n=2850/220 = 12

m(пересчит.) = 500 мᶟ/га.

Для картофеля 

m=100*0,4*1,24*(21,6-(21,6*0,8))=220 мᶟ/га

n=900/220=4

m(пересчит.) = 450

 Для кукурузы н/с:

n=M/m=3300/560=6

m = 100*1*1.24*6.48=560 мᶟ/га

m(пересчит.) = 700 мᶟ/га.

Для яровой пшеницы:

n=M/m=2350/700=3,35

n=5

m(пересчит.) =750ᶟ/га.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.  Составление и укомплектование графика гидромодуля.

Гидромодуль орошения –  это удельный расход воды, приходящий на один осредненный гектар (л/с∙га)

График гидромодуля необходим  для установления пропускной способности  водозаборного сооружения и головного  расхода магистрального канала. Значение гидромодуля каждого полива определяется по следующей зависимости:

                                                                                                                      (3)

где  q- гидромодуль, л/cна 1 га;

α –доля площади, занимаемая данной культурой на орошаемом участке;

m-поливная норма,мᶟ/га;

T-  продолжительность полива культуры,сут.

Укомплектование достигается  вследствие: а) частичного изменения  сроков полива; б) небольшого изменения  продолжительности полива.

1. Количество воды, подаваемое за каждый полив, должно оставаться неизменным: q∙T=const
2. Передвигать начало поливов на более поздние сроки разрешается только в агротехнически допустимых пределах:

 люцерна-5дней;

Т – люцерна – 3 дня

Т – картофель – 3 дня

Т – кукуруза н/с – 4 дня

Т – томат – 1 день

Т – яр.пшеница – 4 дня

1. q = (2/7*560)/(86.4*32 = 0.31  - гидромодуль люцерны
2. q = (2/7*220)/86.4 = 0.36  -  гидромодуль томата
3. q = (1/7*220)/(86.4*3) = 0.12  - гидромодуль картофеля
4. q = (1/7*560)/(86.4*4) = 0.23 - гидромодуль кукурузы н/с
5. q = (1/7*560)/(86.4*4) = 0.23 - гидромодуль яр пшеницы

 

3. Продолжительность полива рекомендуется изменять не более чем на 2-3 дня, при этом для овощных культур она может быть кратной 0,5 сут.,а для всех остальных – целыми сутками
4. В укомплектованном графике гидромодуля при поверхностном способе орошения одновременно может поливаться одна культура.

 

 

Ведомость укомплектованного  и неукомплектованного графиков полива

Таблица 3

Культура	Площадь	Номер полива	Поливная норма	Сроки полива		Продолжит.полива	Гидромодуль	Принятые Сроки		Прод. полива	Принятый гидромодуль
				начало	конец			Начало	Конец
Люцерна	2/7	1 2 3 4 5 6 7 8	600	20,04 29,04 5,05 11,05 17,05 23,05 29,05 10,06	23,04 2,04 8,05 14,05 20,05 26,05 2,05 13,06	3	0,31	20,04 29,04 5,05 11,05 17,05 23,05 29,05 10,06	23,04 2,04 8,05 14,05 20,05 26,05 2,05 13,06
Томат	2/7	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	600	20,05 27,05 4,06 11,06 18,06 25,06 2,07 9,07 16,07 23,07 30,07 6,08	21,05 28,05 5,06 12,06 19,06 26,06 3,07 10,07 17,07 24,07 31,07 9,08	1	0,36	20,05 27,05 4,06 11,06 18,06 25,06 2,07 9,07 16,07 23,07 30,07 6,08	21,05 28,05 5,06 12,06 19,06 26,06 3,07 10,07 17,07 24,07 31,07 9,08
картофель	1/7	1 2 3 4	600	28,05 20,0613,07 7,08	31,05 23,0617,07 10,08	3	0,12	28,05 20,0613,07 7,08	31,05 23,0617,07 10,08
Кукуруза н/c	1/7	1 2 3 4 5 6	650	17,05 31,05 13,06 1,07 19,07 6,08	21,05 3,06 17,06 5,07 23,07 10,08	4	0,22	17,05 31,05 13,06 1,07 19,07 6,08	21,05 3,06 17,06 5,07 23,07 10,08
Яровая пшеница	1/7	1 2 3 4 5	600	25,04 16,05 3,06 21,07 8,08	29,04 20,05 7,06 24,07 12,08	4	0,24	25,04 16,05 3,06 21,07 8,08	29,04 20,05 7,06 24,07 12,08

 

2. Расчет элементов техники поверхностного полива.

Наиболее распространенной техникой полива является полив по полосам и бороздам. Культуры сплошного сева, не требующие междурядной обработки поливаются, как правило, напуском по полосам; культуры рядового сева, требующие послеполивных обработок – по проточным бороздам.

2.1. Расчет элементов техники полива по полосам.

Расчет ведется для  узких длинных полос. Расчет ведется  из условия равномерного движения воды по полосе. Глубина воды в полосе h, м, определяется по зависимости

h = ( ) ^1.2                                                          (5)

где n-коэффициент шероховатости; ориентировочно принимается 0,04-0,05

I – продольный уклон полосы;

Vдоп- допустимая скорость на размыв, м/с.

Удельный расход на один погонный метр ширины полосы, мᶟ/с:

q = V_доп*ω

где  ω -  площадь живого сечения потока на одном погонном метре ширины полосы, м²;

она определяется по зависимости  ω = h*1

Продолжительность полива t, ч, полосы определяется   по такой зависимости:

t =                 (6)

Где  m-минимальное значение поливной нормы вегетационного полива, мᶟ/га;

К₀- средняя за первый час полива скорость впитывания;

         α – показатель степени.

Длина полосы L,м , определяется из основного уравнения поверхностного способа орошения следующим образом:

    L =               (7)

 

где  q- удельный расход, м³/га;

t- продолжительность полива полосы,с;

m- минимальное значение поливной нормы вегетационного полива,мᶟ/га;

           1-один погонный метр ширины  полосы.

Полученная таким образом  длина полосы принимается за расчетную.

В проекте необходимо произвести проверку на другие значения поливной нормы, отличные от минимальной. Для  этого берут максимальное  значение поливной нормы вегетационного периода  и определяют значение удельного  расхода и фактическую скорость движения воды по полосе.

Удельный расход, мᶟ/с: q = = (560*0.071)/10000 = 0.004

где m_max– максимальная поливная норма вегетационного периода;

L- Расчетная длина полосы, м; д = 10000*0,004*1/560 = 255,6 м

t₁ – продолжительность полива при выдаче максимальной поливной нормы t = 1

t = *3600 = (560/10000*0.56)^1/1-0.55 = 1^2.2 = 1

   Зная удельный  расход, определим по приближенной  зависимости глубину воды в  полосе и фактическую скорость:

h ≈ = = 0.028

V_факт = q₁/h₁*1 = 0.004/0.028 = 0.14

 

Среднюю полученную фактическую  скорость с допустимой на размыв, должно выполняться условие Vфакт.≤Vдопуст.Т.е. 0.14.≤0,1-0,2 м/с.